HIDRAULICA EXPERIMENTAL

CONTENIDO

Capítulo 1. TRATAMIENTO ESTADÍSTICO DE DATOS
1.1. Clasificación de los errores
1.2. Análisis de los errores de una variable
1.3. Histograma y curva de Gauss
1.4. Error cuadrático medio y error estándar
1.5. Uso y utilidad de la determinación de los errores en procesos de muestreo
1.6. Ejemplos
1.7. Trabajo de laboratorio
1.8. Bibliografía

Capítulo 2. EL VENTURÍMETRO
2.1. Generalidades
2.2. Geometría
2.3. Ecuación general
2.4. Calibración
2.5. Descripción del sistema
2.6. Desarrollo de la práctica
2.7. Preguntas
2.8. Bibliografía

Capítulo 3. EXPERIMENTO DE REYNOLDS
3.1. Generalidades
3.2. Experimento de Reynolds
3.3. Descripción del sistema
3.4. Procedimiento
3.5. Preguntas
3.6. Bibliografía

Capítulo 4. ESTUDIO DE UNA EXPANSIÓN BRUSCA
4.1. Generalidades
4.2. Análisis de fuerzas
4.3. Caso especial
4.4. Descripción del sistema
4.5. Desarrollo de la práctica
4.6. Preguntas
4.7. Bibliografía

Capítulo 5. BOQUILLA DE FLUJO
5.1. Generalidades
5.2. Ecuación general de dispositivo
5.3. Esquema de la instalación
5.4. Desarrollo de la práctica
5.5. Bibliografía

Capítulo 6. ORIFICIOS DE DESCARGA LIBRE
6.1. Generalidades
6.2. Ecuación general para un orificio con descarga libre
6.3. Determinación experimental d los coeficientes Cc, Cv y Cd
6.4. Perdidas de energía
6.5. Orificios con carga variable
6.6. Esquema de la instalación
6.7. Desarrollo de la práctica
6.8. Preguntas
6.9. Bibliografía

Capítulo 7. PÉRDIDAS DE ENERGÍA POR FRICCIÓN EN CONDUCTOS DE

PRESIÓN
7.1. Generalidades
7.2. Flujo laminar en tuberías de presión de sección circular.

Ecuación de Hagen-Poiseuille
7.3. Flujo turbulento en conductos de presión de sección circular
7.4. Resistencia al flujo en tubos comerciales
7.5. Fórmulas empíricas de fricción
7.6. Esquema de la instalación
7.7. Procedimiento
7.8. Bibliografía

Capítulo 8. ANÁLISIS DE PÉRDIDAS POR ACCESORIOS O PÉRDIDAS

LOCALIZADAS
8.1. Generalidades
8.2. Ecuación general para la estimación de las pérdidas

localizadas
8.3. Tipos de pérdidas localizadas
8.4. Esquema de la instalación
8.5. Procedimiento
8.6. Preguntas
8.7. Bibliografía

Capítulo 9. BOMBAS CENTRÍFUGAS
9.1. Generalidades
9.2. Potencia útil
9.3. Potencia mecánica
9.4. Potencia eléctrica
9.5. Rendimiento
9.6. Principales tipos de bombas
9.7. Establecimiento de la ecuación fundamental de una bomba centrífuga
9.8. Curva característica real
9.9. Banco de pruebas. Determinación de la curva característica.

Eficiencia
9.10. Condiciones en la succión
9.11. Bombas en serie
9.12. Bombas en paralelo
9.13. Esquema de la instalación
9.14. Procedimiento
9.15. Recomendaciones
9.16. Preguntas
9.17. Bibliografía

Capítulo 10. ENERGÍA ESPECÍFICA
10.1 Generalidades
10.2. Curva de energía específica
10.3. Estado crítico del flujo
10.4. La energía específica y las transiciones
10.5. Controles. Ocurrencia del flujo crítico
10.6. Descripción del sistema
10.7. Procedimiento y desarrollo de la práctica
10.8. Preguntas
10.9. Bibliografía

Capítulo 11. FUERZA ESPECÍFICA
11.1. Generalidades
11.2. La función de momento o fuerza especifica
11.3. Curva de fuerza específica
11.4. Aplicaciones prácticas
11.5. Descripción del sistema
11.6. Desarrollo de la práctica
11.7. Bibliografía

Capítulo 12. ESTUDIO DEL FLUJO CRÍTICO Y DE LAS CONDICIONES

CRÍTICAS. ESTUDIO DEL FLUJO UNIFORME
12.1. Generalidades
12.2. Ocurrencia del flujo crítico
12.3. Flujo uniforme
12.4. Ecuaciones de resistencia. Expresiones de la velocidad en

flujo uniforme
12.5. Esquema de la instalación
12.6. Desarrollo de la práctica
12.7. Bibliografía

Capítulo 13. ANÁLISIS DE FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
13.1. Generalidades
13.2. Pendientes subcrítica, crítica y supercrítica
13.3. Flujos acelerados o retardados
13.4. Flujos subnormal, normal y supernormal
13.5. Flujos subcríticos, críticos y supercríticos
13.6. Ecuación general del flujo gradualmente variado
13.7. Tipos de pendiente y regiones para flujo gradualmente variado
13.8. Clasificación de los perfiles de flujo gradualmente variado
13.9. Descripción del sistema
13.10. Desarrollo de la práctica
13.11. Bibliografía

Capítulo 14. RESALTO HIDRÁULICO
14.1. Generalidades
14.2. Ecuación de resalto en un canal horizontal y con sección rectangular
14.3. Pérdida de energía
14.4. Longitud del resalto
14.5. Tipos de resalto
14.6. Cálculo de un perfil de flujo gradualmente variado con la presencia de un resalto hidráulico
14.7. Esquema de la instalación
14.8. Procedimiento
14.9. Bibliografía

Capítulo 15. ESTUDIO DE UN VERTEDERO
15.1. Generalidades
15.2. Vertedero de pared delgada
15.3. Vertedero rectangular
15.4. Vertederos triangular
15.5. Esquema de la instalación
15.6. Procedimiento
15.7. Bibliografía

Capítulo 16. ESTUDIO DE UNA COMPUERTA PLANA
16.1. Generalidades
16.2. Compuerta con descarga libre. Ecuación general
16.3. Compuerta con descarga sumergida
16.4. Esquema de la instalación
16.5. Procedimiento
16.6. Bibliografía

Capítulo 17. CÁLCULO DEL FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
17.1 Generalidades
17.2. Análisis de la ecuación diferencial para el cálculo del flujo gradualmente variado
17.3. Métodos de solución de la ecuación diferencial del flujo gradualmente variado
17.4. Cálculo del perfil de flujo a partir de la ecuación de energía
17.5. Esquema de la instalación
17.6. Desarrollo de la práctica
17.7. Bibliografía

Capítulo 18. ESTUDIO DE UN MEDIDOR DE RÉGIMEN CRÍTICO
18.1. Generalidades
18.2. Ecuación general del flujo en un medidor de régimen crítico
18.3. Características de la descarga
18.4. Esquema de la instalación
18.5. Procedimiento
18.6. Preguntas
18.7. Bibliografía

Capítulo 19. EJERCICIOS RESUELTOS
19.1 Hidráulicas de sistemas a presión
19.1.1 Tratamiento estadístico de datos
19.1.2 El venturímetro
19.1.3 Experimento de Reynolds
19.1.4 Estudio de una expansión brusca
19.1.5 Boquilla de flujo
19.1.6 Orificios de descarga libre
19.1.7 Perdidas de energía por fricción en conductos de presión
19.1.8 Análisis de pérdidas por accesorios o pérdidas localizadas
19.1.9 Bombas centrifugas
19.2 Hidráulica a superficie libre
19.2.1 Energía especifica
19.2.2 Fuerza especifica
19.2.3 Estudio del flujo crítico y de las condiciones criticas
19.2.4 Análisis del flujo gradualmente variado
19.2.5 Resalto hidráulico
19.2.6 Estudio de in vertedero
19.2.7 Estudio de una compuerta plana
19.2.8 Calculo de flujo gradualmente variado
19.2.9 Estudio de un medidor de régimen critico

APPENDICE. GUÍA RÁPIDA DE USO
Programa Hidráulica experimental
1. Calculo del flujo a presión
1.1 Venturímetro
1.1.1 Análisis de L.P y L.E
1.1.2 Calibración
1.2 Experimento de Reynolds
1.3 Expansión brusca
1.4 Oficios de descarga libre
1.5 Perdidas de energía por ficción
1.6 Bombas centrifugas
2. Calculo del flujo a superficie libre
2.1 Energía especifica
2.1.1 Cambios en la solera del canal
2.1.2 Cambio en el ancho del canal
2.2 Fuerza especifica
2.3 Flujo crítico y flujo uniforme
2.4 Análisis del flujo gradualmente variado (FGV)
2.5 Cálculo del flujo gradualmente variado (FGV)

INDICES
Índice de figuras
Índice analítico

Hidráulica experimental. Con programas de análisis y ejercicios resueltos es el resultado del trabajo permanente del autor durante la concepción, construcción y actualización del laboratorio de hidráulica de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito. Es una obra de referencia para la enseñanza de conceptos básicos, principalmente en lo relacionado con flujo a presión y flujo a superficie libre. De ahí que esté dirigida a ingenieros y estudiantes que quieran ampliar y profundizar sus conocimientos en este campo, para lo cual cuentan con 18 prácticas básicas que se pueden montar fácilmente en un laboratorio y en las que se desarrolla un tratamiento teórico y se plantea un trabajo experimental para analizar con detalle los conceptos teóricos planteados.

Este nuevo trabajo incorpora dos herramientas importantes para el estudio y el aprendizaje de la hidráulica: cada tema tratado incluye un software que permite simular y analizar condiciones de flujo sin necesidad de tomar datos experimentales; y cada capítulo cuenta con ejercicios resueltos que le facilitan al lector el análisis y la comprensión de diferentes conceptos teóricos.

El libro consta de dos partes y 19 capítulos. En la primera parte se presenta el flujo a presión y en la segunda, el flujo a superficie libre. Entre otros temas, la obra desarrolla los de tratamiento estadístico de datos, estudio de un venturímetro, que incluye una metodología para obtener la calibración de este dispositivo, estudio de las pérdidas de energía en sistemas a presión y bombas centrífugas.